Fachartikel vom 07.07.2017

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Von der 5-Achs-Mikro-Spritzgießmaschine zur 6-Achs gesteuerten Hightech-Anlage

Gabriele Hopf, Wittmann Battenfeld GmbH

Die Firma mikrotechnik HIRT, abgekürzt MTH, mit Sitz in Schramberg, Deutschland, etabliert sich immer mehr zum Spezialisten von Klein- Mikro- Hybridteilen. Die MTH entwickelt hochkomplexe Produkte und Teile in Zusammenarbeit mit ihren Kunden, um sie technologisch und prozesssicher herstellen zu können. Zur Produktion der Teile setzt die MTH eine MicroPower 15/10 von Wittmann Battenfeld ein.

Abb. 1: v.l.n.r.: Philipp Zedelmair und Maximilian Birk von der REINZ-Dichtungs-GmbH, Franz Hirt, MTH, Wolfgang Straubinger und Martin Philipp-Pichler, Wittmann Battenfeld, vor der MicroPower 15/10 (Foto: Wittmann Battenfeld)
Abb. 1: v.l.n.r.: Philipp Zedelmair und Maximilian Birk von der REINZ-Dichtungs-GmbH, Franz Hirt, MTH, Wolfgang Straubinger und Martin Philipp-Pichler, Wittmann Battenfeld, vor der MicroPower 15/10 (Foto: Wittmann Battenfeld)
Die von Franz Hirt gegründete Firma mikrotechnik HIRT ist ein junges, innovatives Unternehmen im mittleren Schwarzwald. Die Spezialität des Unternehmens ist die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von Klein- und Mikrobauteilen in Kunststoff-und Metallverbindungen sowie von kompletten Systemen. Hier arbeitet die MTH seit Jahren eng mit der Firma Wittmann Battenfeld zusammen. Für Franz Hirt, Geschäftsführer und Eigentümer der MTH, ist diese enge Zusammenarbeit mit seinen Partnern entscheidend für den Erfolg: "Nur in einer ehrlichen, vertrauensvollen und technologischen Partnerschaft kann man ein Optimum erreichen", so Franz Hirt.

Bei der MTH steht eine für den Spritzguss von Kleinst- und Mikroteilen konzipierte Maschine der MicroPower-Serie von Wittmann Battenfeld mit einer Schließkraft von 150 kN. Diese Maschine zeichnet sich durch ein Höchstmaß an Präzision und Wirtschaftlichkeit aus, was vor allem auf ihr zweistufiges Schnecken-Kolben-Spritzaggregat mit einem Schussvolumen von 0,05 bis 4 cm3 zurückzuführen ist. Über dieses Spritzaggregat wird thermisch homogene Masse eingespritzt. Damit sind qualitativ hochwertigste Teile bei stabilster Produktion und kurzen Zykluszeiten möglich.

Abb. 2: Werkzeug mit angebauter Ausdreheinheit (Foto: mikrotechnik HIRT)
Abb. 2: Werkzeug mit angebauter Ausdreheinheit (Foto: mikrotechnik HIRT)
In enger Zusammenarbeit haben MTH und Wittmann Battenfeld gemeinsam die 5-Achs-MicroPower zum 6-Achs-Fertigungszentrum ausgebaut. Damit können nun Teile mit Ausschraubfunktion, schrägverzahnte Mikroräder und Wellen mit Steigungsprofil hochpräzise gefertigt werden.

Nach dem Öffnen des Spritzwerkzeuges, wird der Kavitäteneinsatz im Werkzeug, vom seitlich am Werkzeug sitzenden Zahnriemen angetrieben und gibt somit das Bauteil zum Auswerfen frei. Der servoelektrisch angetriebene Auswerfer entformt in weiterer Folge das Bauteil, und nach dem Rückdrehen des Kontureinsatzes in die Ursprungsposition startet der Zyklus von neuem.


Abb. 3: Fokussiervorrichtung – Beispiel für ein auf einer MicroPower industriell gefertigtes Bauteil mit Innengewinde (Foto: Wittmann Battenfeld)
Abb. 3: Fokussiervorrichtung – Beispiel für ein auf einer MicroPower industriell gefertigtes Bauteil mit Innengewinde (Foto: Wittmann Battenfeld)
Die gesamte Ansteuerung der Ausdreheinheit ist vollständig in der Maschinensteuerung UNILOG B6 abgebildet und wird auch von dieser aus bedient. Das ermöglicht es dem Anwender, sehr einfach jegliche Ausdrehposition präzise anzusteuern. Mit dieser Funktion besteht auch die Möglichkeit, Gewindekerne im Werkzeug anzutreiben, um beispielsweise Innengewinde an Bauteilen präzise zu fertigen. Ein Beispiel für ein bereits industriell hergestelltes Bauteil mit solchermaßen gefertigten Innengewinden ist eine Fokussiervorrichtung, die in erster Linie in Kameras eingesetzt wird, um Linsen zu halten bzw. zu fokussieren, oder die in medizinischen Messgeräten zur Fokussierung optischer Messsysteme Anwendung findet.

Verarbeitet werden bei MTH alle Arten von Thermoplasten. Auch MIM-Abspritzungen werden umgesetzt. Als ein nächster Schritt ist die Verarbeitung von Duroplasten im Mikrobereich geplant. Die MTH arbeitet bei ihren Entwicklungen eng mit namhaften Instituten und Technologiezentren zusammen, insbesondere mit dem KISW in Villingen, eine Zusammenarbeit, die Franz Hirt sehr schätzt: "Einfach ausgedrückt, man kennt sich, vertraut einander und teilweise reicht ein Blick, um zu verstehen, was der andere denkt und gerne umsetzen möchte. So bekommt man auch schwierige Startentwicklungen und Projekte in den Griff."

Abb. 4: 3D Scan eines Bauteils (Foto: mikrotechnik HIRT)
Abb. 4: 3D Scan eines Bauteils (Foto: mikrotechnik HIRT)
Über 40 Jahre Erfahrung im Spritzguss als auch im Stanzen von Teilen und Montieren von Baugruppen in internationalen Unternehmen befähigen Franz Hirt, seine Spritzgießwerkzeuge im Haus zu entwickeln und in 3D zu konstruieren.
Seine Konstruktionen werden ohne Toleranz und mit mindestens drei Stellen nach dem Komma entwickelt. Um optimal fertigen zu können, arbeitet die MTH gemeinsam mit ausgesuchten und über Jahre aufgebauten Zulieferern. Diese stellen die Werkzeugteile nach CAD und CAM übermittelten Daten her und halten eine Genauigkeit von kleiner 5 µm in allen Stufen und Einzelteilen ein. Alleine Auswerfer und Bohrungen mit einem Durchmesser von 200 µm stellen eine Besonderheit hinsichtlich Herstellung und Präzision dar. Nur wenige Hersteller können die Anforderungen erfüllen, die Franz Hirt stellt. Die nach strengen Kriterien ausgewählten Zulieferer fräsen beispielsweise mit 100 µm Fräsern. Dennoch liegt die Erfolgsquote der Neuwerkzeuge im ersten Schritt nur bei 70%.

Abb. 5: Zahnrad im Größenvergleich (Foto: mikrotechnik HIRT)
Abb. 5: Zahnrad im Größenvergleich (Foto: mikrotechnik HIRT)
Die Herstellung der bei der MTH entwickelten Produkte ist nur mittels der besten Hightech 5-Achs-Maschinen und erfahrener Mitarbeiter möglich. So bohrt die MTH beispielsweise mit 65 µm Bohrer in harte Werkzeugteile und dies mit ca. 60.000 - 80.000 Umdrehungen pro Minute. Ferner werden über Mikrodrahtschneiden von 0,03 mm Drahtdurchmesser feinste Geometrien geschnitten, Steigungsteile in der Paarung hergestellt und diese mittels spezieller Technologien zu Funktionsgruppen zusammengesetzt. Ein Kunde der Firma MTH ist die Firma REINZ-Dichtungs-GmbH aus Neu-Ulm, Deutschland, ein Zulieferer für die Automobilindustrie. Maximilian Birk, der bei REINZ anwendungstechnische Projekte im Bereich von Kunststoffsystemen leitet, und sein Kollege Philipp Zedelmair, befasst mit der Entwicklung von Kunststoffsystemen, sind von den Produkten der Firma MTH beeindruckt. "Mikroteile, wie wir sie mit der MTH entwickeln und produzieren, sind sonst am Markt kaum realisierbar. Für uns ist die MTH genau der Partner, den wir für Neuentwicklungen im Kleinstteilesegment brauchen", so Maximilian Birk.

Abb. 5: Zahnrad im Größenvergleich (Foto: mikrotechnik HIRT)
Abb. 5: Zahnrad im Größenvergleich (Foto: mikrotechnik HIRT)
Strategisch gesehen geht die derzeit noch drei Mann starke Firma MTH in die Offensive und wird sich im Laufe des Jahres 2017 weiter zum Spezialisten entwickeln. Die MTH ist an Projekten dran, die aus heutiger Sicht mehrere Maschinen auslasten werden. Der Mikrobereich wird durch die Miniaturisierung zweifellos weiterwachsen und der nächste Schritt wird die Nanotechnologie sein. Franz Hirt ist sich sicher, dass der Hybrid-Mikrobereich noch in den Kinderschuhen steckt und ein großes Potenzial beinhaltet, speziell im Medizinbereich, in der Elektronik, der Kommunikation und der Satellitentechnologie als auch im Automobilbereich.


Die Wittmann Gruppe
Die Wittmann Gruppe ist ein weltweit führender Hersteller von Spritzgießmaschinen, Robotern und Peripheriegeräten für die Kunststoff verarbeitende Industrie mit Hauptsitz in Wien, Österreich, bestehend aus zwei Haupt-Geschäftsbereichen: Wittmann Battenfeld und Wittmann. Gemeinsam betreiben die Unternehmen der Gruppe acht Produktionswerke in fünf Ländern, und mit ihren 33 Standorten sind die zusätzlichen Vertriebsgesellschaften auf allen wichtigen Kunststoffmärkten der Welt vertreten.


Wittmann Battenfeld GmbH

Wiener Neustädter Straße 81
2542 Kottingbrunn, Oesterreich

Tel.:   +43 2252 404-0
Fax:   +43 2252 404-1062
Email: Gabriele.Hopf@wittmann-group.com

Internet: www.wittmann-group.com


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